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    (完整word版)微机原理第2章习题答案.pdf

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    (完整word版)微机原理第2章习题答案.pdf

    第 2 章 习题参考答案由哪两部分构成它们的主要功能是什么?答:8086CPU 由两部分组成:指令执行部件(EU,Execution Unit)和总线接口部件(BIU,Bus Interface Unit)。指令执行部件(EU)主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器 FR、通用寄存器组和 EU 控制器等 4 个部件组成。其主要功能是执行指令。总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4 个部件组成。其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或 I/O 端口读取操作数参加EU 运算或存放运算结果等。28086CPU 预取指令队列有什么好处?8086CPU 内部的并行操作体现在哪里?答:8086CPU 的预取指令队列由6 个字节组成。按照 8086CPU 的设计要求,指令执行部件(EU)在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。从速度上看,该指令队列是在CPU 内部,EU 从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取并送到指令队列。3.8086CPU 中有哪些寄存器?各有什么用途?答:CPU 有 14个内部寄存器,可分为3 大类:通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构,操作数可以直接存放在这些寄存器中,既可减少访问存储器的次数,又可缩短程序的长度,提高了数据处理速度,占用内存空间少。指令执行部件(EU)设有 8 个通用寄存器:AX:累加器,一般用来存放参加运算的数据和结果,在乘、除法运算、I/O 操作、BCD 数运算中有不可替代的作用BX:基址寄存器,除可作数据寄存器外,还可放内存的逻辑偏移地址CX:计数寄存器,既可作数据寄存器,又可在串指令和移位指令中作计数用DX:DX 除可作通用数据寄存器外,还在乘、除法运算、带符号数的扩展指令中有特殊用途源变址寄存器SI:多用于存放内存的逻辑偏移地址,隐含的逻辑段地址在 DS 寄存器中,也可放数据目标变址寄存器DI:多用于存放内存的逻辑偏移地址,隐含的逻辑段地址在 DS 寄存器中,也可放数据基址指针 BP:用于存放内存的逻辑偏移地址,隐含的逻辑段地址在SS寄存器中堆栈指针SP:用于存放栈顶的逻辑偏移地址,隐含的逻辑段地址在SS寄存器中控制寄存器包括指令指针寄存器IP 和标志寄存器 FLAG:IP 用来指示当前指令在代码段的偏移位置。IP 始终存有相对于当前指令段起点偏移量的下一条指令,即 IP 总是指向下一条待执行的指令,IP 中内容可由 BIU 自动修改;FLAG用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式:表 标志寄存器 FLAG 中标志位的含义和作用标志位含义作用CF 进位标志CF=1,指令执行结果在最高位上产生一个进位或借位;CF=0,则无进位或借位产生PF 奇偶标志PF=1,结果低8 位含偶数个1;PF=0,表示结果低8位含奇数个 1 AF 辅助进位标志AF=1,运算结果的低4 位产生了一个进位或借位;AF=0,则无此进位或借位ZF 零标志ZF=1,运算结果为零;ZF=0,则运算结果不为零SF 符号标志SF=1,运算结果为负数;SF=0,则结果为正数OF 溢出标志OF=1,带符号数在进行运算时产生了溢出;OF=0,则无溢出TF 陷阱标志TF=1,8086CPU 处于单步工作方式;TF=0,8086CPU正常执行程序IF 中断允许标志IF=1,允许 CPU 接受外部从 INTR 引脚上发来的可屏蔽中断请求信号;IF=0,则禁止接受可屏蔽中断请求DF 方向标志DF=1,字符串操作指令按递减的顺序对字符串进行处理;DF=0,字符串操作指令按递增的顺序进行处理为了实现寻址 1MB 存储器空间,8086CPU 将 1MB 的存储空间分成若干个逻辑段进行管理,4 个 16 位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。CPU 规定 4 个段寄存器存放当前可寻址的段基址:代码段寄存器CS:存放程序代码段起始地址的高16 位文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 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位的物理地址。采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成,都是16 位二进制数。通过一个20 位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。具体做法是 16 位的段基址左移 4 位(相当于在段基址最低位后添4 个“0”),然后与偏移地址相加获得物理地址。由于 8086CPU 的地址线是 20 根,所以可寻址的存储空间为1M 字节,即8086系统的物理地址空间是1MB。逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成,都是无符号的 16位二进制数。程序设计时采用逻辑地址,也是1MB。68086系统中的存储器为什么要采用分段结构?有什么好处?答:8086CPU中的寄存器都是 16位的,16位的地址只能访问64KB 的内存。8086系统中的物理地址是由20 根地址总线形成的,要做到对20 位地址空间进行访问,就需要两部分地址。采用段基址和偏移地址方式组成物理地址的优点是:满足对8086 系统的1MB 存储空间的访问,同时在大部分指令中只要提供16 位的偏移地址即可。8.8086 工作在最小模式和最大模式系统中的主要区别是什么?和有什么主要特点?【解答】两种模式的主要区别是:8086 工作在最小模式时,系统只有一个微处理器,且系统所有的控制信号全部由 8086 CPU 提供;在最大模式时,系统由多个微处理器/协处理器构成的多机系统,控制信号通过总线控制器产生,且系统资源由各处理器共享。8086CPU 工作在哪种模式下通过CPU 的第 33 条引脚 MN/MX来控制:MN/MX=1,系统就处于最小工作模式;MN/MX=0,系统处于最大工作模式。文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 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B400H。系统中为什么一定要有地址锁存器?需要锁存哪些信息?答:由于 8086CPU 受芯片封装的限制,只有40 个管脚,所以地址线和数据线只能采用复用的方式共同使用某些管脚。对存储器进行访问时,在读取数据或写入数据时,存储器芯片要求在这个过程中地址信息必须稳定提供给存储器,而由于8086CPU 地址线和数据线是复用的,就不可能在同一时刻具有地址和数据的两种功能。这就需要在CPU 提供地址信息时,将地址锁存起来,以保证下一个时刻当这些复用的管脚起着数据线的功能时,存储器有正确的地址信息。要锁存的信息包括这些复用管脚的地址和BHE 等信号。12.8086 读/写总线周期各包括最少几个时钟周期?什么情况下需要插入等待周期 TW?插入多少个 TW 取决于什么因素?答:8086CPU 经外部总线对存储器或I/O 端口进行一次信息的输入或输出过程所需要的时间,称为总线周期。8086CPU 的读/写总线周期通常包括T1、T2、T3、T4 状态 4 个时钟周期。在高速的 CPU 与慢速的存储器或I/O 接口交换信息时,为了防止丢失数据,会由存储器或外设通过READY 信号线,在总线周期的T3 和 T4 之间插入 1 个或多个必要的等待状态TW,用来进行必要的时间补偿。在 BIU 不执行任何操作的两个总线周期之间会出现空闲状态TI。显然,插入的等待周期 TW 的个数取决于外设或存储器的取出或写入时间。文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 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偏移地址为:3FF85H-(DS)*10H=3FF85H-3FB00H=0485H 40AFEH 偏移地址为:40AFEH-(DS)*10H=40AFE H-3FB00H=0FFEH 3FB0H:0000H3FB0H:0485H0CDH 3FB0H:0486H0ABH 3FB0H:0FFEH34H 3FB0H:0FFFH12H 文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 ZM5C3B1F8F2文档编码:CY5R10Y2I1R8 HG1E10W3C5I1 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